Alternateur en déwatté

[panoramixos]

Bonjour,
J'ai une question,
nous avons un projet d'essayer un alternateur à pleine puissance (on parle ici d'un alternateur d'environ 130MW 15kv 5000A cos 0.8 pour avoir un ordre d'idée


Je vais simplifier les explications pour ne pas écrire un roman.....

Nous souhaitons constituer 2 lignes d'arbre constituées chacune d'un Alternateur et d'un moteur d'entrainement DC (2.5MW).
Le but étant de démarrer la ligne d'arbre, monter la ligne d'arbre à la vitesse nominale exciter les deux alternateurs à leur tension nominale, et réaliser le couplage des deux machines synchrones, (jusqu'ici rien de difficile).

A ce moment les deux lignes d'arbres seront à leur vitesse nominale et les deux machines synchrones couplées entre-elles.

Ensuite c'est à ce moment que nous commencerions à fonctionner en "déwatté" : on va augmenter l'excitation de l'alternateur N°1 (la tension nominale des machines va être dépassée) on baisse l'excitation de l'alternateur N°2 (nous revenons à la tension nominale et un courant se crée entre les deux machines).

La machine N°1 crée de la puissance réactive qu'absorbe la machine N°2, nous répétons la phase précédente (augmentation de l'excit de l'alternateur N°1 puis diminution de l'excit de l'alternateur N°2) jusqu’à arriver au nominale de l'alternateur (15kV - 5000A), le cos sera très bas, proche de 0 à cet instant.
Le but étant de réaliser un essai échauffement en "charge" de 4h


Question N°1 --> En régime stabilisé l'alternateur N°1 va fournir une puissance "totalement" réactive (cos=0) à l'alternateur N°2, est-ce que je peux considérer que mon moteur d'entrainement N°1 n'aura qu'a fournir la puissance active consommée par la ligne d'arbre?? (c.a.d les pertes)
Et que donc la puissance réactive en jeux (130MW) sera invisible pour lui?
Et inversement pour le moteur d'entrainement N°2?

Question N°2 --> Si je part sur le fait que la puissance réactive est invisible pour les moteurs d'entrainement.
En régime transitoire, quel sera la puissance appelée sur la ligne d'arbre, seulement les pertes ou plus? comment mon cos va t-il évoluer depuis le couplage entre les deux machines synchrone jusqu’à la stabilisation (puissance nominale).

Merci
Cordialement

[Labobine]

Bonjour,
Je ne pense pas que ce soit la vocation d'un forum de répondre à de telles questions mais à un vrai bureau d'étude.

[Candela]

Bonsoir,
Je pense que Labobine a raison. Personnellement, je n'ai jamais assisté à des essais sur de telles puissances.Je n'ai donc pas d'expérience de cette "manip".
Je vais donc vous donner mon "opinion", sachant que la théorie montre qu'il n'y a pas de différence fondamentale entre une machine de 2 MW et une de 130 (ayant le même type de pôles).

Question N° 1
- La puissance active est dépendante du couple moteur (ou frein) de chaque moteur d'entraînement. Si les deux sont calés à la même vitesse et sans couple accélérateur, la puissance active sera uniquement constituée par les pertes. Attention, elles incluent les pertes Joule...

Question N° 2
-Si votre système est équilibré comme vous le dites, la circulation entre machines sera du réactif plus les pertes joule, à ajouter à celles de la machine "menante". Le sera très bas, voisin de 0.

En revanche, je suis plutôt inquiet pour les transitoires. Si la régulation n'est pas correcte et si le système n'est pas fortement amorti, l'ensemble peut s'emballer et être le siège d'oscillations destructrices. Vu le coût des machines, vous auriez le plus grand intérêt à faire réaliser en simulateur un étude de stabilité dynamique.

Cordialement

[panoramixos]

Oui attention je cherche ici un avis, j'essaye de comprendre plus en détail les réactions électriques des machines synchrones,
On peut évidement ramener toutes ces puissances excessives à plus basse échelle, le fonctionnement reste le même...
De plus le bureau d'étude est sur la question...

Pour se qui est du transitoire, en effet Candela, toutes mes questions se posent principalement sur ce point....
(la vitesse est un point qui peut osciller légèrement de +/-5tr/min de la part de la machine menante et également de la ligne d'arbre menée)
C'est un point difficile à régulé sauf si sur chaque ligne d'arbre j'ajoute un moteur synchrone couplé au réseau, se serait donc ces moteur synchrone qui assureraient la vitesse nominale des 2 lignes d'arbre et qui se chargeraient de fournir la puissance active nécessaire....

...

[Candela]

Bonsoir,
Je ne suis pas sûr que les moteurs synchrones résolvent le problème à eux seuls. Bien sur, ils garantissent une vitesse calée sur le 50 Hz, mais n'auront pas d'action sur les oscillations éventuelles de couple, et vu la différence de taille des machines, il peuvent facilement décrocher. A mon avis, une étude fine de la régulation de vitesse des machines DC devrait suffire.

une solution pourrait consister à garder la vitesse de la machine menante rigoureusement fixe et de réguler l'autre en fonction d'une mesure wattmétrique du courant de circulation. Il s'agirait d'agir sur le couple des la machine menée de façon à maintenir W=0.
Cordialement